Odwierty do gruntowych pomp ciepła pod budynkiem UW w Warszawie

Nowoczesne rozwiązania grzewcze na Kampusie Ochota – Wprowadzenie

Odwierty do gruntowych pomp ciepła stają się coraz popularniejszym rozwiązaniem w obiektach użyteczności publicznej, szczególnie ze względu na wzrost świadomości ekologicznej oraz potrzebę optymalizacji kosztów eksploatacji. Doskonałym przykładem jest realizacja w Budynku Wydziału Psychologii UW na Kampusie Ochota, gdzie zaawansowane technologie idą w parze z troską o środowisko.

Projekt ten jest wyjątkowy również pod względem ekologicznym, jako pierwszy budynek uczelniany w Polsce, który uzyskał certyfikację BREEAM International New Construction 2016 na poziomie Very Good (63,3%). Certyfikat BREEAM Education, jedna z najbardziej prestiżowych metod certyfikacji w zakresie oceny wpływu budynków akademickich na środowisko oraz komfortu użytkowników, przyznawany jest obiektom spełniającym rygorystyczne wymagania dotyczące energooszczędności, emisji zanieczyszczeń oraz innowacyjności zastosowanych rozwiązań.

Ten unikalny projekt obejmuje:

• 145 odwiertów o głębokości 90 metrów każdy, łącznie dających 13 050 metrów sond pionowych,
• budynek o 8 kondygnacjach (6 nadziemnych oraz 2 podziemnych) i powierzchni użytkowej blisko 21 000 m²,
• wdrożenie systemów redukujących emisję CO₂ poprzez gruntowe pompy ciepła, instalacje fotowoltaiczne, a także inteligentne sterowanie HVAC i rekuperację.

Takie połączenie innowacyjnych rozwiązań technologicznych z prestiżowym certyfikatem ekologicznym BREEAM sprawia, że projekt nie tylko spełnia najwyższe standardy efektywności energetycznej, lecz także wyznacza nowe kierunki dla obiektów edukacyjnych w Polsce.

Dlaczego odwierty pod budynkiem?

Ze względu na ograniczoną powierzchnię działki przeznaczonej do zagospodarowania przy budowie Budynek Wydziału Psychologii UW na Kampusie Ochota, zdecydowano się na wykonanie odwiertów pod budynkiem. W sytuacjach, gdy nie zawsze istnieje wystarczająca przestrzeń na tradycyjne odwierty poza budynkiem, to rozwiązanie pozwala maksymalnie wykorzystać dostępny teren. Odwierty pod budynkiem umożliwiają pozostawienie wolnych powierzchni na cele rekreacyjne czy zielone, jednocześnie zapewniając efektywny system grzewczy. To podejście jest szczególnie korzystne w terenach miejskich, gdzie każdy metr kwadratowy ma ogromne znaczenie, a zagospodarowanie terenu musi uwzględniać zarówno funkcjonalność, jak i estetykę otoczenia.

Czy można wykonywać odwierty pod budynkiem?

Tak, wykonanie odwiertów dla systemu gruntowych pomp ciepła pod budynkiem jest możliwe, jednak wiąże się to z koniecznością wdrożenia specjalistycznych rozwiązań technologicznych:

• Uszczelnienie odwiertów zaczynem cementacyjnym:
  Aby odpowiednio odizolować warstwy wodonośne oraz zapewnić wydajną wymianę ciepła, każdy odwiert musi zostać uszczelniony przy użyciu specjalnego zaczynu cementacyjnego (np. TermorotaS). Proces iniekcji tego materiału na całej długości odwiertu chroni przewody (sondy) i zapewnia bezpieczeństwo konstrukcyjne budynku.
• Uszczelnienie płyty dennej:
  Płyta fundamentowa wymaga zastosowania szczególnych rozwiązań, zwłaszcza przy dużej liczbie przejść rur o średnicy 40 mm oraz przy większej średnicy przewodach tranzytowych.
• Koordynacja odcinków poziomych:
  Dokładne zaplanowanie poziomych przewodów instalacji jest kluczowe w celu uniknięcia kolizji z przegłębieniami płyty dennej. Często na tej głębokości niezbędna okazuje się również wymiana gruntu pod płytą fundamentową.
• Optymalne usytuowanie rozdzielaczy:
  Jeśli to możliwe, rozdzielacz dolnego źródła ciepła powinien zostać zlokalizowany w centralnym punkcie pola odwiertów. Rozdzielacz należy umiejscowić w miejscu spełniającym wszelkie wymagania PPOŻ.
• Koordynacja rurociągów tranzytowych:
  Rurociągi od rozdzielaczy do pomieszczenia pomp ciepła najlepiej zaplanować pod płytą denną budynku. Takie rozwiązanie obniża koszty inwestycyjne, ponieważ nie wymaga stosowania dodatkowych systemów mocowań ani izolowania rurociągów, a także eliminuje konieczność wykonywania przejść PPOŻ przez przegrody budowlane.
• Sondy:
  Choć powszechnie stosuje się sondy PE100-RC, w przypadku instalacji pod budynkiem zaleca się wykorzystanie sond PEX-a. Rozwiązanie to jest uzasadnione faktem, że po wykonaniu płyty fundamentowej dostęp do rur i odwiertów jest praktycznie niemożliwy. Sondy PEX-a nie ulegają tak szybkiej degradacji chemicznej jak PE100-RC. Połączenia odwiertów z poziomami wykonuje się w trwałych tulejach mosiężnych, których montaż uznaje się za znacznie pewniejszy niż zgrzewanie elektrooporowe, co w istotny sposób minimalizuje ryzyko błędu ludzkiego.

Proces wykonania odwiertów pod budynkiem

W przypadku wykonywania odwiertów dla gruntowych pomp ciepła pod budynkiem, prace wiertnicze można prowadzić na różnych etapach inwestycji. Jedną z możliwości jest rozpoczęcie robót po wykonaniu ścian szczelinowych, ale przed wykonaniem wykopu. Alternatywnie, odwierty można przeprowadzić po przygotowaniu wykopu, jednak wówczas niezbędna jest szczegółowa analiza wszystkich elementów zabezpieczających wykop oraz ocena możliwości przemieszczania się maszyn w ograniczonej przestrzeni.

Kluczowe dane techniczne realizacji

• Lokalizacja: Warszawa, Kampus Ochota Uniwersytetu Warszawskiego w kwartale ulic Żwirki i Wigury, Banacha i Pasteura
• Typ obiektu: Budynek naukowo-dydaktyczny – Budynek Wydziału Psychologii UW na Kampusie Ochota
• Zakres prac: Wykonanie dolnego źródła ciepła o mocy ponad 600 kW mocy grzewczej
• Liczba odwiertów: 145
• Głębokość wiercenia: 90 m
• Łączna długość odwiertów: 13 050 m

Zastosowane technologie

• Sondy gruntowe REHAU PE100-RC fi 40x3,7 mm
• Iniekcyjne wypełnienie zaczynem cementacyjnym TermorotaS
• 8 sztuk 18 i 19-sekcyjnych modułowych rozdzielaczy Rehau Raugeo Large
• Rurociągi tranzytowe Rehau PE100-RC o średnicy fi 110×10 mm, łączące rozdzielacze z kotłownią, wykonane pod stropem kondygnacji -2
• Czynnik roboczy: Zastosowano roztwór glikolu propylenowego o stężeniu 30% zgodnie z wymaganiami przetargowymi. Często rekomendujemy stosowanie niższego stężenia w celu obniżenia lepkości i poprawy efektywności systemu.

Integracja z miejskim systemem grzewczym

W omawianej inwestycji gruntowe pompy ciepła współpracują z miejskim systemem grzewczym. Dzięki temu rozwiązaniu, w okresach szczytowego zapotrzebowania na energię, dodatkowe źródło ciepła przejmuje część obciążenia instalacji. Warto podkreślić, że gruntowe pompy ciepła często stanowią podstawowe i jedyne źródło ogrzewania, a także główne źródło chłodu. Aby obniżyć koszty inwestycyjne oraz uniknąć znaczącego powiększenia rozmiarów dolnego źródła, systemy te mogą być dodatkowo wspomagane innymi układami chłodzenia obiektu.

Projekt warsztatowy – zmiany i zatwierdzenia

Po wprowadzeniu zmian w projekcie przetargowym firma SATOR była odpowiedzialna za opracowanie projektu warsztatowego dolnego źródła ciepła, który uwzględniał nowe trasy rurociągów tranzytowych na kondygnacji -2, a także wytyczne technologiczne w trakcie wykonywania pozostałych prac. Prace realizowane zgodnie z Projektem Robót Geologicznych zostały zgłoszone i zaakceptowane przez Urząd Miasta Warszawy, co zapewniło zgodność inwestycji z obowiązującymi przepisami.

Podsumowanie

Realizacja gruntowych pomp ciepła na Kampusie Ochota Uniwersytetu Warszawskiego to doskonały przykład, jak nowoczesne technologie mogą wspierać zrównoważony rozwój w obiektach edukacyjnych. Inwestycja, która objęła 145 precyzyjnie wykonanych odwiertów oraz integrację systemów grzewczych z miejskim węzłem ciepłowniczym, przekłada się na:

• Znaczące obniżenie emisji CO₂ dzięki zastosowaniu ekologicznych rozwiązań,
• Wyższy komfort termiczny w pomieszczeniach dydaktycznych i laboratoryjnych,
• Redukcję długoterminowych kosztów eksploatacji dzięki zoptymalizowanym systemom sterowania oraz integracji z instalacjami fotowoltaicznymi.

Dzięki certyfikatowi BREEAM na poziomie Very Good, projekt stanowi nie tylko pionierskie osiągnięcie technologiczne, ale również pierwszy tego rodzaju przykład wśród budynków uczelni wyższych w Polsce. Wykorzystanie gruntowych pomp ciepła pokazuje, że technologia ta jest bezpieczna, efektywna i ekonomiczna – idealna dla nowoczesnego budownictwa użyteczności publicznej.

SATOR – Twoje zaufane źródło energii

Od 30 lat dostarczamy kompleksowe rozwiązania geotermalne, nawet w warunkach ograniczonej przestrzeni. Zapewniamy pełen zakres usług – od projektowania po odbiory formalno‑prawne. 

Skontaktuj się z nami, a zadbamy o każdy etap Twojego projektu!